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K中間子崩壊による中性で軽い新粒子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 17K05479
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

小松原 健  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (30242168)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードK中間子 / 崩壊 / 稀崩壊 / 新粒子探索 / フレーバー物理 / ダーク / 素粒子実験 / 加速器 / 大強度陽子ビーム
研究成果の概要

中性K中間子の二体崩壊 KL→π0X0 で現れる中性で軽い新粒子X0を、大強度陽子加速器施設J-PARCのハドロン実験施設で行なっているKOTO実験で探索しました。平成27年のデータの解析をもとにKL→π0X0の探索の新しい結果を出版しました。平成28-30年のデータでは、信号領域の中に候補となる事象が四つあり、現在、この四つの候補事象の詳細を確認するとともにその起源を慎重に精査しています。

研究成果の学術的意義や社会的意義

平成27年のデータをもとに得られたKL→π0X0崩壊の分岐比に対する上限値、X0の質量が135MeVの場合に90%の信頼水準で 4.2億回に一度、はこの崩壊に対する世界で最も低く厳しい値です。平成28-30年のデータで観測された四つの候補事象は、現在の分岐比の感度ではKL→π0νν崩壊ではなくKL→π0X0崩壊と解釈するのが自然です。いずれも、学術的意義が高く、自然法則の深い理解へさらに歩を進める結果です。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2019 2017 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 備考 (13件)

  • [国際共同研究] シカゴ大学/ミシガン大学/アリゾナ州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 全北大学校/済州大学校/高麗大学校(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] JINR(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] シカゴ大学/ミシガン大学/アリゾナ州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 全北大学校/済州大学校/高麗大学校(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] JINR(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] シカゴ大学/ミシガン大学/アリゾナ州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学(台湾)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 全北大学校/済州大学校/高麗大学校(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] JINR(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Search for KL→π0νν-bar and KL→π0X0 Decays at the J-PARC KOTO Experiment2019

    • 著者名/発表者名
      J. K. Ahn et al. (KOTO Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 122 号: 2 ページ: 021802-021802

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.021802

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Search for the rare decay KL→π0νν at J-PARC KOTO experiment2019

    • 著者名/発表者名
      篠原智史(京都大学理学研究科-KOTO実験グループを代表しての発表)
    • 学会等名
      「International Conference on Kaon Physics 2019 (Kaon2019)」国際会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Results from KOTO Experiment2019

    • 著者名/発表者名
      Yu-Chen Tung(シカゴ大学-KOTO実験グループを代表しての発表)
    • 学会等名
      「XXXIX International Symposium on Physics in Collision (PIC 2019)」国際会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Result on the Measurement of KL→π0νν at the J-PARC KOTO Experiment2019

    • 著者名/発表者名
      Chieh Lin(国立台湾大-KOTO実験グループを代表しての発表)
    • 学会等名
      「J-PARC Symposium 2019」国際会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent news from KL→π0ννand Perspectives KOTO2019

    • 著者名/発表者名
      南條創(大阪大学理学研究科-KOTO実験グループを代表しての発表)
    • 学会等名
      「Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories (EW) 2019」国際会議
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC KOTO実験 2016, 2017, 2018年物理ランにおける背景事象見積もりの研究2019

    • 著者名/発表者名
      篠原智史(京都大学理学研究科-KOTO実験グループを代表しての発表)
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] K中間子の稀な崩壊による中性で軽い新粒子の探索2017

    • 著者名/発表者名
      小松原健
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会(宇都宮大学峰キャンパス(栃木県宇都宮市))
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 素粒子原子核研究所「2019年5月の活動報告 : KOTO実験グループ」

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/report/2019/05-1/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 素粒子原子核研究所「2020年2月の活動報告 : KOTO実験グループ」

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/report/2020/02-2/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 第14回(2020年)日本物理学会若手奨励賞を素核研の中桐洸太博士研究員と門内晶彦博士研究員が受賞

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/post/2020/03/20200331/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 素粒子原子核研究所「中性K中間子の稀な崩壊で世界最高感度を10倍更新」

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/post/2018/07/koto/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 素粒子原子核研究所「2018年9月の活動報告 : KOTO実験グループ」

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/report/2018/09-1/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] プレスリリース「J-PARCハドロン実験施設のKOTO実験が中性K中間子の稀な崩壊で...」

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/release/20190304/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] [PRESS RELEASE] KOTO Experiment at ...

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/en/release/20190304/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] J-PARC News 第167号より「J-PARCハドロン実験施設の...」

    • URL

      http://j-parc.jp/ja/news/2019/news-j1903.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 素粒子原子核研究所「4月の活動報告 : KOTO/Belle」

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/report/2017/04/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 素粒子原子核研究所「【特集】K中間子の稀な崩壊を探し、標準理論の限界に挑む 」

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/post/2017/10/koto-intro/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 素粒子原子核研究所「1月の活動報告 : KOTO実験グループ」

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/report/2018/01-1/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 素粒子原子核研究所「J-PARCハドロン実験施設へのビームパワーが50kWを超える」

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/post/2018/02/hadron50kw/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] J-PARCセンター「J-PARC紹介映像(APS-TV)」

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=6kXgS75ryqc&index=26&list=PLGVe6BxyFHNURBlEX9fPuE8VSBG9ilce-&t=0s

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-22  

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